18 F-Etiquetado de Radiosondas Funcionalizado con un Aceptador de Fluoruro de Silicio (SiFA) para Tomografía por Emisión de Positrones
Summary
La síntesis de flúor-18 (18F) radiofármacos etiquetados para la tomografía por emisión de positrones normalmente requiere meses de experiencia. Cuando se incorpora en una radiosonda, el motivo del aceptador de fluoruro de silicio (SiFA) permite un protocolo simple de etiquetado de 18F que es independiente de los costosos equipos y entrenamiento preparatorio, al tiempo que reduce la cantidad de precursores necesarios y utiliza condiciones de reacción más suaves.
Abstract
El motivo estructural para-utilizado di-tert-butylfluorosilylbenzene conocido como el aceptador de fluoruro de silicio (SiFA) es una etiqueta útil en el kit de herramientas del radioquímico para incorporar radioactivo [18F]fluoruro en trazadores para su uso en tomografía de emisión de positrones. En comparación con las estrategias convencionales de radioetiquetado, el intercambio isotópico de flúor-19 de SiFA con [18F]fluoruro se lleva a cabo a temperatura ambiente y requiere participantes de reacción mínima. Por lo tanto, la formación de subproductos es insignificante, y la purificación se simplifica en gran medida. Sin embargo, mientras que la molécula precursora utilizada para el etiquetado y el producto radiomarcado final son isotópicamente discretos, son químicamente idénticos y por lo tanto son inseparables durante los procedimientos de purificación. La etiqueta SiFA también es susceptible a la degradación en las condiciones básicas derivadas del procesamiento y secado de [18F]fluoruro. El ‘método de 4 gotas’, en el que sólo las primeras 4 gotas de elulado [18F]fluoruro se utilizan a partir de la extracción de fase sólida, reduce la cantidad de base en la reacción, facilita cantidades molares más bajas de precursor, y reduce la degradación.
Introduction
Fluorine-18 (109 minutos de vida media, 97% emisión de positrones) es uno de los radionúclidos más importantes para la tomografía por emisión de positrones (PET), un método de imagen no invasivo que visualiza y cuantifica la biodistribución de trazadores radiomarcados para diversas enfermedades1. Los péptidos y las proteínas son especialmente difíciles de etiquetar con [18F]fluoruro porque requieren bloques de construcción formados por sintetizadores de varios pasos2. Para reducir la complejidad de 18F-radiolabeling, el aceptador de flúor de silicio (SiFA) se introdujo recientemente como herramientas confiables3. El grupo SiFA consiste en un átomo central de silicio conectado a dos grupos de butilo terciario, una mitad de fenilo derivatizada y un átomo de flúor no radioactivo. Los grupos de butilo terciarios imparten estabilidad hidrolítica al enlace de silicio-fluoruro, que es una característica crítica para las aplicaciones in vivo de los conjugados SiFA como agentes de imagen.
Cuando se unen a una molécula pequeña o biomolécula, los bloques de construcción de SiFA se unen a los aniones radiactivos [18F]fluoruro mediante el intercambio de flúor-19 por flúor-18 a concentraciones nanomolares sin formar cantidades significativas de productos secundarios radiactivos4. Además, un alto rendimiento radioquímico se logra rápidamente etiquetando la mitad de SiFA en disolventes aproticos dipolares a bajas temperaturas. Esto contrasta con las reacciones clásicas de intercambio isotópico, que producen radiosondas de baja actividad específica5. En estos casos, se deben utilizar grandes cantidades de precursor (en el rango de miligramos) para obtener una incorporación razonable de [18F]fluoruro. Las reacciones de intercambio isotópico sin siefas son mucho más eficientes, como confirman los estudios cinéticos y los cálculos de la teoría funcional de densidad6,7. Los SiFA etiquetados se purifican fácilmente mediante extracción en fase sólida, ya que tanto los compuestos SiFA etiquetados como los no etiquetados son químicamente idénticos. Esto difiere de los trazadores radiomarcados tradicionales, donde la molécula precursora y el producto etiquetado son dos especies químicas diferentes y deben separarse después de la radioetiquetado mediante cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC). El uso de bloques de construcción de SiFA, moléculas pequeñas, proteínas y péptidos se puede etiquetar con éxito con [18F]fluoruro por protocolos de etiquetado de uno y dos pasos desprovistos de complicados procedimientos de purificación(Figura 1)4,8,9. Además, algunos compuestos etiquetados con SiFA son agentes de imagen in vivo fiables para el flujo sanguíneo y los tumores10. La simplicidad de la química siFA permite incluso a los investigadores no entrenados utilizar [18F]fluoruro para la síntesis y el desarrollo de radiosonda.
Protocol
Representative Results
Discussion
La química del etiquetado SiFA representa uno de los primeros 18métodos de etiquetado F que emplean una reacción de intercambio isotópico extraordinariamente eficiente que se puede realizar a temperatura ambiente. Una reacción radioquímica típica se basa en la formación de un enlace carbono-fluorina a través de una reacción de [18F]fluoruro con una funcionalidad reactiva con flúor a través de una vía de eliminación o sustitución. Estas condiciones de reacción son a menudo duras, se r…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores no tienen reconocimientos.
Materials
| [18F]F–/H2[18O]O | (Cyclotron produced) | – | – |
| [2.2.2]Cryptand | Aldrich | 291110 | Kryptofix 2.2.2 |
| Acetonitrile anhydrous | Aldrich | 271004 | – |
| Deionized water | Baxter | JF7623 | – |
| Ethanol, anhydrous | Commercial Alcohols | – | |
| Potassium carbonate | Aldrich | 209619 | – |
| QMA cartridge | Waters | 186004540 | QMA SepPak Light (46 mg) cartridge |
| Equipment | |||
| C-18 cartridge | Waters | WAT023501 | C-18 SepPak Light cartridge |
| C18 column | Phenomenex | 00G-4041-N0 | HPLC Luna C18 250 x 10 mm, 5 µm |
| HPLC | Agilent Technologies | – | HPLC 1200 series |
| micro-PET Scanner | Siemens | – | micro-PET R4 Scanner |
| Radio-TLC plate reader | Raytest | – | Radio-TLC Mini Gita |
| Sterile filter 0.22µm | Millipore | SLGP033RS | – |
Referencias
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